Отдел Бурые водоросли. Общая характеристика. Строение клетки, таллома, размножение, циклы воспроизведения.

Бурые водоросли в подавляющем большинстве обитают в морях (пресноводных порядка 5 родов).

Основные представители – бентосные формы, обитающие в прибрежной зоне морей.

Все бурые водоросли многоклеточные (одноклеточных форм нет), с разнообразными типами талломов: нитчатым, ложнотканевым, тканевым; многие представители являются макрофитами, талломы которых могут иметь размеры нескольких десятков метров. Например, бурая водоросль макроцистис (Macrocystis) имеет самый большой из всех известных у водорослей таллом: длина слоевища может достигать 60 и более метров.

Для бурых водорослей характерны типичные для охрофит фотосинтетические пигменты: хлорофиллы а и с (как и у диатомей, хлорофилл с встречается в трех формах); основной дополнительный пигмент – фукоксантин. Хлоропласт покрыт четырьмя мембранами, тилакоиды собраны по три. Основными запасными продуктами являются хризоламинарин, липиды и шестиатомный спирт манит, которые откладываются вне хлоропласта.

Клетки бурых водорослей покрыты клеточной стенкой. В состав клеточной стенки входит целлюлоза, альгиновая кислота и ее соли (альгинаты) и фукоиданы.

Монадные клетки (зооспоры и гаметы) имеют два боковых (латеральных) жгутика, которые различаются по длине и морфологии. Один жгутик направлен вперед – более длинный, покрыт двумя рядами волосков; второй – направлен назад, гладкий.

Размножаться бурые водоросли могут вегетативным, бесполым (зооспорами) и половым (изо–, гетеро–, оогамия) способами. Жизненный цикл со спорической редукцией, изо– или гетероморфной сменой поколений или с гаметической редукцией.

Бурые водоросли широко применяются в хозяйственной деятельности человека. Прежде всего, это связано с полисахаридами их клеточных стенок, такими как альгиновая кислота, альгинаты и фукоиданы, которые используют в самых различных отраслях производства. Некоторые виды бурых водорослей используют в пищу, а выбросы этих водорослей, богатых калием и азотом, употребляют в качестве удобрений и на корм скоту.

Род Ламинария, или морская капуста (Laminaria) (Рис. 22). Ламинарии – бентосные водоросли, обитающие в морях северного полушария. Представители рода имеют в жизненном цикле два типа талломов: микро– и макроталлом. Микроталлом представляет собой гаплоидное поколение (гаметофит) ламинарии: он нитчатый, часто редуцирован до нескольких клеток. На женском гаметофите развиваются оогонии, в которых формируется по 1 яйцеклетке; на мужском гаметофите развиваются антеридии, в которых формируется по 1 сперматозоиду. Макроталлом – это диплоидное поколение ламинарии (спорофит). Спорофит имеет тканевый тип таллома, достигает нескольких метров в длину. Такой таллом разделен на листовую пластинку, стволик и ризоиды; листовая пластинка меняется у ламинарии ежегодно, а стволик и ризоиды – многолетние. На спорофите на поверхности листовой пластинки образуются зооспорангии, в которых развиваются зооспоры (споры бесполого размножения). Перед формированием зооспор в зооспорангиях происходит редукционное деление, таким образом, зооспоры становятся гаплоидными. Зооспоры выходят в воду, плавают, а затем прорастают в гаметофиты (микроталломы). Половой процесс – оогамия. На микроталломах развиваются оогонии и антеридии; оплодотворение наружное. После оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки, развивается зигота, которая без периода покоя дает начало новому спорофиту. Таким образом, жизненный цикл у ламинарии со спорической редукцией, гапло–диплобионтный (гаплоидное поколение – гаметофит,

диплоидное – спорофит) с гетероморфной сменой поколений (гаметофиты и спорофит имеют разное строение). Ламинарии с древних времен используются человеком в пищу (из них готовят салаты, супы) и как корм для скота. Талломы ламинарии богаты йодом, поэтому их полезно использовать людям, страдающим нехваткой этого элемента в организме. Во многих странах ламинарии культивируют.

Род Фукус (Fucus) (Рис. 23). Представители рода, как и ламинарии, широко распространены в северных морях, где обитают в прибрежной зоне (зоне приливов и отливов). Фукус, в отличие от ламинарии, имеет один тип таллома – тканевый макроталлом; длина слоевища может достигать порядка 2 м. Таллом многолетний, имеет вид дихотомически разветвленного кустика. Вдоль лопастей таллома проходит срединная жилка, в нижней части переходящая в черешок, который прикрепляется к субстрату расширенным основанием (подошвой). У некоторых видов фукуса по бокам от срединной жилки расположены вздутия, которые представляют собой воздушные пузыри, заполненные воздухом. Эти пузыри помогают талломам поддерживать вертикальное положение. Фукус размножается вегетативным и половым способами (бесполого размножения нет). При вегетативном размножении на подошве фукуса развиваются новые талломы. Половой процесс – оогамия. Оогонии и антеридии формируются в специальных камерах (скафидиях), которые, в свою очередь, расположены во вздутиях на кончиках лопастей таллома (рецептакулах). Среди фукусов есть однодомные и двудомные виды. В оогониях у фукусов формируется 8 яйцеклеток, в антеридиях – 64 сперматозоида; оплодотворение наружное. Перед образованием гамет первое деление – редукционное. После оплодотворения развивается диплоидная зигота, которая без периода покоя прорастает в новый таллом. Таким образом, у фукуса, в отличие от ламинарии, смены генераций нет; фукус является диплобионтом с гаметической редукцией в жизненном цикле.

51. Отдел диатомовые водоросли. Отличительные особенноети. Строение клетки,
таллома, размножение, цикл воспроизведения. Экология и значение диатомовых водорослей.

Среди диатомовых водорослей есть как морские, так и пресноводные виды. Они обитают в планктоне, бентосе и обрастаниях. Многие виды живут как симбионты (например, в раковинах фораминифер). Помимо этого, есть также наземные виды диатомей, обитающие в верхних слоях почвы, на камнях и скалах. Есть среди них и «экстремалы», развивающиеся во льдах и на снегу.

Все диатомовые водоросли имеют микроскопичные талломы коккоидного типа; клетки могут быть одиночные или собраны в разнообразной формы колонии.

Для диатомей, как и других охрофит, характерны хлорофиллы а и с (последний у них встречается в трех формах: с₁, с₂, с₃); основной дополнительный пигмент – фукоксантин. Хлоропласт диатомей покрыт четырьмя мембранами, ламеллы трехтилакоидные. Основными запасными продуктами являются хризоламинарин и липиды, которые откладываются вне хлоропласта.

Клеточные покровы диатомовых водорослей представлены кремнеземным панцирем, покрытым снаружи и изнутри пектиновой оболочкой. Панцирь диатомей состоит из двух половинок: большей – эпитеки и меньшей – гипотеки, которые находят друг на друга, как крышка на коробку. Слой кремнезема пронизан различного вида и расположения порами, образующими определенный рисунок (Рис. 21). Тонкое строение панциря имеет большое значение для систематики диатомей.

Монадные клетки в жизненном цикле диатомовых водорослей представлены сперматозоидами, которые имеют только один апикальный жгутик, покрытый двумя рядами волосков.

Размножение у диатомей вегетативное и половое (бесполого размножения нет). Вегетативное размножение колониальных форм происходит фрагментацией; одноклеточных – делением пополам. Половое размножение – изо–, гетеро и оогамия, причем, при изо– и гетерогамии гаметы не имеют жгутиков, а сам процесс напоминает конъюгацию. Перед образованием гамет в клетке происходит редукционное деление. В результате полового процесса формируется зигота, которая называется у диатомей ауксоспора (растущая спора). Все диатомовые водоросли являются диплобионтами и имеют жизненный цикл с гаметической редукцией.

У диатомовых водорослей есть особенности, связанные со строением их клеточного покрова. При делении клеток обе половинки панциря расходятся, ядро делится митотически, а затем делится протопласт клетки. Каждый новый протопласт, таким образом, наследует половинку панциря, а вторая достраивается заново. Причем, всегда достраивается меньшая половинка (гипотека). Поскольку кремнеземный панцирь не способен к растяжению, то при каждом делении одна из дочерних клеток остается равной материнской (та, которая получает эпитеку при делении), а вторая уменьшается в размере (материнская гипотека которой стала эпитекой). Таким образом, процесс деления клеток у диатомей приводит к уменьшению их размеров. Восстановлению исходного размера клеток способствует половой процесс. Вне зависимости от типа полового процесса, в результате формируется зигота (ауксоспора), которая не имеет, в отличие от вегетативных клеток, кремнеземного панциря. Ауксоспора растет, увеличивается в размерах, и, таким образом, восстанавливается исходный размер клеток. После этого в зиготе происходят деления, которые приводят к формированию новых вегетативных клеток.

После гибели клеток, кремнеземные панцири диатомей оседают на дно, где постепенно накапливаются и образуют отложения. Образующаяся таким образом осадочная порода носит название диатомит или «диатомовая земля». Диатомит используют в качестве строительного материала, как сорбент (например, его используют как наполнитель для кошачьих туалетов), как фильтрующий материал (например, при осветлении пива) и т.д. В палеонтологических исследованиях широко используют диатомовый анализ – один из методов, позволяющих реконструировать изменения условий в водоемах, основываясь на составе слагающих породу панцирях диатомей.

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 1418; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!